朱生茂

（山西三元福達(dá)煤業(yè)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

引言

近年來，社會(huì)對(duì)煤礦資源的需求量增加，煤礦產(chǎn)業(yè)得到了一定的發(fā)展，但也產(chǎn)生了一些安全隱患，影響了煤礦正常的生產(chǎn)，其中最為常見的安全隱患就是煤礦粉塵，其不但會(huì)對(duì)采掘機(jī)器和工作人員身體健康造成不良影響，還容易引發(fā)粉塵爆炸事故。因此，研究和探討煤礦防塵降塵設(shè)施的改進(jìn)措施具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

1 煤礦井下粉塵性質(zhì)及危害

1.1 性質(zhì)

一是粒徑。粉塵顆粒呈不規(guī)則狀，可根據(jù)粉塵顆粒徑對(duì)粉塵進(jìn)行分類。在風(fēng)流中，粉塵會(huì)發(fā)生向前或橫向擴(kuò)散，粒徑在40 μm 以上的粗塵會(huì)迅速下沉，粒徑10～40 μm 的粗塵會(huì)等速沉降，而0.25～10 μm 粒徑的微塵會(huì)長(zhǎng)期漂浮在巷道內(nèi)。

二是分散度。分散度表示當(dāng)量靜區(qū)內(nèi)粒徑所占百分比，粉塵分散度越大，則細(xì)微粉塵的占比就越高，對(duì)人體危害越大，治療難度也越高。

三是黏附性。粉塵的黏附性與環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、粉塵粒徑、風(fēng)速等有關(guān)，除塵工作必須考慮的因素之一就是粉塵的黏附性，從液體和顆粒間的黏附特征出發(fā)實(shí)現(xiàn)降塵防塵。

四是濕潤(rùn)性。粉塵顆?？煞譃橛H水性和疏水性兩種，前者可通過濕式除塵法進(jìn)行除塵，后者則可通過高壓噴霧與表面活性劑相結(jié)合的方式引起粉塵表面張力變化，從而達(dá)到除塵效果。

1.2 危害

在煤礦作業(yè)中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，一些粒徑較大的粉塵會(huì)直接降下來，而粒徑較小的粉塵會(huì)長(zhǎng)期懸浮在空氣中被吸入人體肺部，這種粉塵又稱呼吸性粉塵。當(dāng)粉塵中含有的SiO2超過10%時(shí)，即可稱為矽塵，對(duì)人體危害加大。在掘進(jìn)作業(yè)中，巖石粉碎后會(huì)產(chǎn)生大量SiO2，人體吸入后會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p傷，因此必須嚴(yán)格重視防塵降塵工作。

2 煤礦井下產(chǎn)塵點(diǎn)和防塵重點(diǎn)分析

2.1 煤礦井下產(chǎn)塵點(diǎn)分析

第一，煤礦開采企業(yè)在進(jìn)行破碎、爆破作業(yè)時(shí)，會(huì)破壞煤層結(jié)構(gòu)，將大塊煤炭轉(zhuǎn)化為小塊煤炭再運(yùn)輸至礦外。此流程中會(huì)生成很多粉塵，不但會(huì)遮蓋工作人員視線，還會(huì)威脅開采作業(yè)安全。另外，工作人員吸入大量粉塵容易增加呼吸道患病幾率；第二，應(yīng)用采煤機(jī)械可以大大降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，顯著提高開采效率，但同時(shí)也增加了粉塵的濃度。在使用煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行破碎作業(yè)時(shí)，煤層結(jié)構(gòu)會(huì)聚集大量粉塵，這些粉塵會(huì)在作業(yè)過程中彌漫于空氣中，從而埋下煤塵爆炸的隱患；第三，在裝卸、傳送帶運(yùn)輸煤炭過程中也會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。一些煤礦開采企業(yè)為了追求經(jīng)濟(jì)效益，常常會(huì)進(jìn)行超負(fù)荷運(yùn)輸，煤炭在與傳送帶摩擦過程中，會(huì)產(chǎn)生很多粉塵。

2.2 煤礦井下防塵重點(diǎn)分析

第一，在煤礦綜合開采作業(yè)過程中，機(jī)組割煤會(huì)產(chǎn)生非常大的粉塵顆粒，在綜采作業(yè)過程中該部分是重點(diǎn)防塵環(huán)節(jié)；第二，在開展破碎、放煤、移架等作業(yè)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生大量粉塵顆粒。

3 煤礦防塵降塵設(shè)施改進(jìn)措施

3.1 凈化風(fēng)流和通風(fēng)排塵

3.1.1 凈化風(fēng)流

煤礦開采企業(yè)可以在回風(fēng)巷中安裝水幕噴霧器，并且安裝在煤礦粉塵產(chǎn)生源頭附近，水幕噴霧器會(huì)在產(chǎn)生粉塵后自動(dòng)形成凈化流水幕，可控制粉塵傳播范圍，降低粉塵在空氣中的濃度[2]。

3.1.2 通風(fēng)排塵

煤礦開采企業(yè)可以運(yùn)用通風(fēng)系統(tǒng)，在風(fēng)速和風(fēng)量足夠大的情況下，帶走懸浮的粉塵，從而避免過量粉塵積累。在較快風(fēng)速下，粉塵不易堆積在回采工作面，便于粉塵的擴(kuò)散；而風(fēng)速太高時(shí)，會(huì)把沉積粉塵重新吹至空中，使粉塵濃度增加，所以，最好將風(fēng)速設(shè)置為每秒1.5～2 m[3]。

3.2 煤層注水

在開采煤炭前，先對(duì)煤炭層用水管噴水，濕潤(rùn)煤炭層的微孔，當(dāng)實(shí)施煤體炮碎時(shí)，煤炭在水的包裹下產(chǎn)生的粉塵量大大減少，從而達(dá)到防塵效果，該措施一般可以降低15%～35%的粉塵濃度[4]。煤礦開采企業(yè)最常用的是長(zhǎng)鉆孔煤層注水技術(shù)，即在開采煤炭前先借助機(jī)械設(shè)備實(shí)施煤炭層打眼，結(jié)合煤炭層結(jié)構(gòu)紋理實(shí)施鉆孔，并根據(jù)煤炭層厚度確定鉆孔長(zhǎng)度，鉆孔長(zhǎng)度一般情況在30～100 m。完成鉆孔后，把水管置入孔中然后往里注水，使煤炭層盡可能濕潤(rùn)。

3.3 人工防護(hù)

工作人員在作業(yè)過程中要隨時(shí)配帶防塵口罩，以對(duì)空氣中的粉塵進(jìn)行有效過濾?？谡挚梢赃x擇過濾式送風(fēng)防塵口罩、自吸式防塵口罩等。另外，煤礦開采企業(yè)要每隔半年組織工作人員開展一次體檢，主要檢查工作人員的肺部，若有塵肺病苗頭，要調(diào)整相關(guān)人員崗位，然后仔細(xì)進(jìn)行檢查及治療。最后，煤礦開采企業(yè)需采用CCGZ-1 000 型測(cè)塵儀和AZF-01 型粉塵采樣器長(zhǎng)期對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)后才可以讓工作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。若檢測(cè)不達(dá)標(biāo)，要立即開展除塵作業(yè)，同時(shí)分析不達(dá)標(biāo)原因，制定針對(duì)性改善措施，打造優(yōu)良作業(yè)環(huán)境。

3.4 除塵器

除塵器可通過對(duì)空氣施加壓力，形成局部負(fù)壓，從而對(duì)粉塵產(chǎn)生源頭的飄塵進(jìn)行有效處理。當(dāng)前除塵器的遠(yuǎn)離主要是長(zhǎng)壓短軸法，可吸附掘進(jìn)工作面作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的粉塵，其主要由三部分組成：頭部為過濾網(wǎng)，可捕捉漂浮在空氣中的粉塵，中間為風(fēng)機(jī)，后部是旋轉(zhuǎn)離心脫污水部分，除塵器結(jié)構(gòu)，如圖1 所示。

圖1 煤礦除塵器結(jié)構(gòu)

3.5 噴霧灑水

煤礦開采企業(yè)可以在容易產(chǎn)生粉塵的煤礦區(qū)域，安裝噴霧灑水裝置，使空氣中的粉塵與霧狀水分結(jié)合，以降落粉塵，達(dá)到除塵的效果[5]。噴霧灑水除塵技術(shù)應(yīng)用范圍主要是巖石層或煤炭層爆破作業(yè)以及裝巖作業(yè)[6]。在開展爆破作業(yè)時(shí)，煤礦開采企業(yè)可以應(yīng)用噴霧灑水來降塵、消除空氣里的有害氣體。在開展裝巖作業(yè)時(shí)，煤礦開采企業(yè)可以改裝裝巖機(jī)，將噴霧灑水裝置安裝在裝巖機(jī)的一側(cè)，對(duì)噴霧灑水作業(yè)進(jìn)行有效控制。若裝巖機(jī)在作業(yè)過程中生成粉塵，能借助噴霧灑水裝置馬上實(shí)施噴霧降塵，減小粉塵對(duì)工作人員產(chǎn)生的不良影響。

4 結(jié)語

治理煤礦粉塵危害屬于一項(xiàng)復(fù)雜而長(zhǎng)期的過程，煤礦開采企業(yè)可以通過噴霧灑水等措施，降低煤礦作業(yè)過程中的粉塵濃度，使工作人員的作業(yè)環(huán)境得到有效改善，從而最大限度地減小工作人員患呼吸道疾病的概率，切實(shí)保障工作人員身體健康，避免發(fā)生煤礦爆炸等安全事故，保證煤礦生產(chǎn)安全。